这个东西在从事过工程技术、工程测量的人眼里，属于常识，一写就是很初级的科普文了，而且没几个人关注这事，意义不大。姑且相对简单的说一下吧。由于是科普，说法比较大众，也有不严谨之处。毕竟不是教材。首先您说的水平仪，我可以判断您想说的其实是水准仪，因为水平仪的作用可以在解释水准仪时一并解释了，下文就有。水准仪的基本原理有俩，第一先得到一个水平视线，这条视线旋转360度所得到的平面与水平面是完全平行的面；第二是将观测结果量化，即以明确标记或者数字的方式描述和判断观测结果。第一个原理的实现很简单。其实所谓水准仪，简单些说就是一个望远镜筒下面安一个水平仪，并且望远镜筒可以旋转一周。普通的长这样(不是广告，随手拿的)

主体是个望远镜筒，观测中有十字丝，下面会看到。通过调节下方的支腿和旋钮达到水平，简称调平。如何调节有点小技巧，不多说了，图正中间有个白色的小圆形，那就是个微型的水平仪，放大后长这样:

一个装有液体的小圆盘，里面有个小气泡，然后在正中画一个小圆圈，只要气泡位于圆圈中间了，仪器就水平了。有时候不是圆形的，是长条的水准管，长下面这样:

一个平面内像上图那样放两个呈90度，调节使这两个气泡都居中，仪器就水平了。

第二个原理就是量化观测结果，我们用水准尺，长这样:

这个尺子一般是木头或者铝合金的，长从2米到5米(可伸缩)不等，把它戳在要测的点上，用已经调平的水准仪观测，看见的内容是这样:

如果一个平面上三个不在同一直线的点的读数完全相同，那这个面理论上就是水平的。同理可以测出两个点之间的高差。要测一张桌子平不平，用小气泡就行了。测一个大平面比如楼面，就用水准仪。现在有红外线、电子等多种更高级的水准仪了，但大致原理一样。在水准仪的基础上，经纬仪就是让望远镜筒能平面转360度的同时可以立面转至少180度，而且平转、竖转的角度数都可以精确的读出，它长这样

这是个比较初级的经纬仪，它的观测视野与普通的水准仪有所不同，视野中心不只有十字线，总之用这个和上面看到的水准尺，不但可以观测高度读数，还可以根据一个计算公式较准确的读出水平距离。我们现在更多的使用功能更强大的全站仪，基本原理是相同的，但是是用光学原理测量距离，精度非常高。全球坐标系统以0度经线和0度纬线的交点为原点，任意一点都可以用唯一的数据来描述，我们利用卫星测绘技术，可以几秒钟确定任意一点的坐标，工程位置也是以关键点位的坐标来确定的。那么，能测出两点间的距离，也能测出准确的角度，应用三角函数原理，这个平面里的基本几何问题就都可以解决了吧，轴线边线交点什么的都可以找到了。下面就是几何问题了，我就不用再多说了吧。测量有两个工作，测出未知点的数据，以及根据已知数据找到对应点。这离不开大量的计算，计算才是测量工作的灵魂。就这样了。